更改图像色调的更快方法？

Question

当我在滑动条上滑动时，是否有更好的方法可以平滑地更改图像的色调？我正在做的是获取每个像素的 RGB 值，计算饱和度和亮度，然后将这些值放入。图像的大小会影响色调更新的速度。 Photoshop 的图像色调功能可以将色调从 0 平滑地更改为 360，这正是我想要尝试并达到的效果。

data = editImage.LockBits(new Rectangle(0, 0, editWidth, editHeight), 
ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
byte* dataPtr = (byte*)data.Scan0;
h = trackBar1.Value / 60.0;
D = 1 - Math.Abs((h % 2) - 1);

if (h >= 0 && h < 1)
{
    for (int i = 0; i < editHeight; i++)
    {
        offsetStride = i * data.Stride;
        for (int j = 0; j < editWidth; j++)
        {
            blue = dataPtr[(j * 3) + offsetStride];
            green = dataPtr[(j * 3) + offsetStride + 1];
            red = dataPtr[(j * 3) + offsetStride + 2];

            if (green > blue) max = green;
            else max = blue;
            if (red > max) max = red;

            if (green < blue) min = green;
            else min = blue;
            if (red < min) min = red;

            s = (max == 0) ? 0 : 1d - (1d * min / max);
            v = max / 255d;

            C = v * s;
            X = C * D;
            E = v - C;

            dataPtr[(j * 3) + offsetStride] = (byte)(min);
            dataPtr[(j * 3) + offsetStride + 1] = (byte)((X + E) * 255);
            dataPtr[(j * 3) + offsetStride + 2] = (byte)(max);
        }
    }
}

Answer 1

如果您想要改变色调的单色图像，那么最有效的方法是生成红色、黄色、绿色、青色、蓝色和洋红色图像，并根据需要在它们之间进行插值。

因此，要生成旋转 10% 的图像，您需要添加 50/60 * 红色 + 10/60 * 黄色并显示它。

事实上，您并不需要生成全部 6 张图像。生成红色和黄色图像就足够了。您可以即时生成其他图像，因为例如，蓝色图像只是红色图像，但交换了红色和蓝色像素（您甚至可以从红色导出黄色）。但最简单的做法可能是从 6 个图像开始，然后再添加优化。

生成一个初始彩色图像的代码与上面的代码类似（乍一看），但是从 HSV 到 RGB 的最后一步看起来有点可疑 - 维基百科页面很好地解释了这一点（并且 C# 可能包含执行此转换的库函数）。

[鉴于您的澄清，下面与您正在做的事情无关]

如果您想逐个像素地改变色调（因此红色移动到黄色，绿色移动到青色），那么您可以通过首先转换整个图像来节省一些时间HSV，然后以此为基础进行工作。

通过生成多个图像（例如色调每旋转 10 度）然后在它们之间进行插值，您可以节省更多时间（在改变色调时）。但它比单色情况更复杂，因为某些像素（在插值过程中色调移动 60 度的倍数的像素）需要特殊处理。因此，您还需要预先检测这些，然后动态计算它们。这是一个权衡，因为你拥有的中间图像越多，特殊情况下需要的像素就越少。在实践中，惰性地（按需）生成单独的图像将提供更快的启动速度，因为通常人们只进行微小的更改。

Answer 2

您可以尝试使用查找表来摆脱“s”的计算，因为 min 和 max 的范围只能从 0 到 255。因此您将得到 s = getS(min, max) 。 C 和 E 的值可能也可以保存在此表中（但已经晚了，我还没有那么努力地查看）。

getS 表的每个元素都将被预先计算，就像

for (int min = 0; min < 255; min++)
{
    for (int max = 0; max < 255; max++)
    {
        tableS[min, max] = (max == 0) ? 0 : 1d - (1d * min / max);
    }
}

Photoshop 的代码也可能用汇编程序编写一样，以获得最大性能。

为了看看这是否会产生很大的影响，您可以注释掉所有色调计算代码，并通过复制假数据来查看它的执行情况。如果它像 Photoshop 一样快速，那么您就知道这些计算是您的瓶颈。